玻璃裂紋形成原理天然玻璃是如何形成的

2018-08-24 來(lái)源：中國(guó)玻璃網(wǎng)

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玻璃品種多，用途廣，除了常見(jiàn)常用的石英玻璃、鋼化玻璃以外，還有光學(xué)玻璃、變色玻璃、夾層玻璃等各種類型。為了能夠找到更合適的玻璃制品，我們需要對(duì)各種玻璃有所了解，再?gòu)闹刑暨x心儀的類型。接下來(lái)我們將介紹天然玻璃是如何形成的，并介紹玻璃裂紋的形成原理。

一、玻璃裂紋形成原理

從微觀上來(lái)講,玻璃雖然不是晶體,但是數(shù)十個(gè)原子范圍內(nèi),其原子結(jié)構(gòu)呈有序排列.有鈉、鈣、氧等原子參雜到氧——硅網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中,這些都?xì)w于玻璃的形成體一類.其微裂紋產(chǎn)生的起初,就是在這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的脆弱部位開(kāi)始.

玻璃自從熔制好后,開(kāi)始冷卻到一定溫度,就開(kāi)始產(chǎn)生大量的微裂紋.這些微裂紋較小,需要在電子顯微鏡下才能看到.這些微裂紋的存在就是玻璃的實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其理論強(qiáng)度的原因.微裂紋產(chǎn)生的原因是由于玻璃的內(nèi)應(yīng)力太強(qiáng)大,而應(yīng)力強(qiáng)大的原因是玻璃的粘度隨著溫度的下降而加大的速度太快,且由于氧——硅鍵等原子間鍵能高,鍵長(zhǎng)短,以至于原子沒(méi)有時(shí)間調(diào)整到其原子間作用力的平衡位置.由于原子間的作用力不平衡,所以產(chǎn)生微裂紋.(所以退火能清理玻璃的內(nèi)應(yīng)力.而長(zhǎng)時(shí)間在溫度較高的環(huán)境下使用的玻璃也會(huì)發(fā)生析晶現(xiàn)象.)

當(dāng)玻璃在宏觀上受力時(shí),裂紋就會(huì)從受力較強(qiáng)或應(yīng)力非常大的微裂紋處開(kāi)始擴(kuò)大.直至裂紋擴(kuò)展到整面玻璃.

這就是玻璃裂紋形成的原理.

二、天然玻璃是如何形成的

玻璃起初由火山噴出的酸性巖凝固而得,熔體在冷卻過(guò)程中黏度逐漸加大而得的不結(jié)晶的固體材料.性脆而透明.有石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃等.通常指硅酸鹽玻璃.

自然作用下形成的玻璃.其中有的也可用作寶石或其他工藝石料.如黑曜巖、玄武巖玻璃、玻璃隕石等.但重要性不大,且價(jià)格一般不高.

鋼化玻璃

鋼化玻璃（Tempered glass/Reinforced glass）屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。注意與玻璃鋼區(qū)別開(kāi)來(lái)。

玻璃

玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來(lái)隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。